EL MAGNESIO Y SUS ALEACIONES

EL MAGNESIO Y SUS ALEACIONES

POR: 1120699 - 1120533

El magnesio es el 4º metal más abundante de la naturaleza, después del Si, Al y Fe, y se considera el 8º en importancia. De forma natural se encuentra en la forma de carbonato, silicato, sulfato o cloruro, de los que se extrae por electrolisis o por tostación-reducción. Su baja densidad (1,74 g/cm3) incluso menor a la del aluminio (2,7 g/cm3), le proporciona importantes ventajas en el campo de las aleaciones ligeras. Pero, de forma general las propiedades mecánicas de las aleaciones de magnesio son inferiores a las del aluminio.

COMPOSICION

No se considera un buen material estructural, ya que funde a 650ºC y tiene baja rigidez (40-45GPa de módulo de Young). Además, su estructura cristalina, hexagonal compacta, perjudica su comportamiento mecánico pues se produce agrietamiento por trabajado en frío si se reduce su espesor en más de un 10% mediante laminación. Su resistencia a la tracción está en torno a 180MPa y presenta un 5% de alargamiento. Por todo ello, si se quiere trabajar es necesario aplicar previamente un tratamiento de recocido o trabajarlo en caliente entre 200-350ºC mediante embutición.

APLICACIONES

En torno al 90% del total del magnesio se emplea en forma no metálica, para la obtención de productos químicos y refractarios. Del resto, la mayoría se usa como elemento de aleación (con el Al, principalmente) o como agente inoculante para la formación de fundiciones esferoidales de Fe. Otras aplicaciones son como agente reductor en procesos de obtención de otros metales, en protección catódica (como ánodo de sacrificio), desulfurante de aceros...

INDUSTRIA DEL AUTOMOVIL

      La elevada ligereza (fundamental para la reducción del peso del vehículo y, por tanto, de las emisiones en los gases de escape) y buenas colabilidad y estabilidad dimensional hace que las aleaciones de magnesio se puedan moldear en formas complejas y en piezas monobloque. Con ello se minimizan las operaciones de ensamblado, disminuyendo la necesidad de anclajes y uniones. El acabado obtenido con el moldeo ya es lo suficientemente bueno como para no necesitar operaciones de acabado superficial. Además de piezas de diferentes zonas del habitáculo del coche también se pueden utilizar en el motor, en piezas mecánicas y en el chasis.

INDUSTRIA AEROESPACIAL

      Aquí también son beneficiosas las características de ligereza y de elevada relación resistencia/peso propias de estas aleaciones, en aplicaciones que requieren resistencia a elevadas temperaturas y a entornos agresivos. Las aleaciones más habituales son las de Mg-Zn-Zr-tierras raras (ZE63A) y las Mg-Y-tierras raras (WE54) que pueden usarse hasta temperaturas de 300ºC y con buena resistencia a la corrosión. 

SOLDEO POR ARCO …

SOLDEO TIG

Se utiliza para el soldeo de espesores delgados de componentes de magnesio y para la reparación de piezas fundidas de dicho material. La técnica y equipos para este proceso son similares a los que se utilizan con el aluminio. Aunque puede emplearse corriente continua, generalmente con polaridad inversa, se prefiere utilizar corriente alterna debido a su buena acción de limpieza, buena penetrabilidad en la unión y estabilidad del arco. Requiere protección con gas inerte (argón, helio o mezclas de ambos gases) para evitar una oxidación excesiva. La selección del tipo de electrodo depende de principalmente del tipo e intensidad de corriente pero los más usuales son electrodos de volframio puro, y volframio con óxido de torio y volframio con óxido de torio.

SOLDEO MIG

Los principios fundamentales para el soldeo MIG del magnesio y sus aleaciones son los mismos que para el resto de los metales.

SOLDEO A LA LLAMA

Su uso está restringido a reparaciones de emergencia en campo, teniendo en cuenta que estas soldaduras son sólo provisionales hasta que puedan reemplazarse por soldadura por arco o se ponga en servicio una pieza nueva. Los gases combustibles más utilizados son mezclas de hidrógeno-metano (80%-20%) para el soldeo de chapas de hasta 1,6mm de espesor, y acetileno para el soldeo de espesores superiores. En cuanto a los fundentes, deben utilizarse aquellos que son especialmente indicados para la soldadura a la llama de las aleaciones de magnesio.

Soldadura fuerte (“brazing”)

Es un proceso que apenas se utiliza para las aleaciones de magnesio. El metal de aporte que se emplea es el BMg-1 que tiene una composición nominal de 92% de magnesio, 9% de aluminio, 2% de cinc y una pequeña cantidad de berilio para evitar una oxidación excesiva cuando el metal está fundido. Los fundentes son de base cloruro.

PROPIEDADES MECANICAS

El magnesio puro tiene poca resistencia mecánica y plasticidad, su poca plasticidad es debida a que su red es hexagonal y posee pocos planos de deslizamiento. Las bajas propiedades mecánicas excluye la posibilidad de utilizarlo en estado puro como material estructural, pero aleado y tratado térmicamente puede mejorar sus propiedades mecánica. Como el más liviano metal estructural disponible, la combinación de baja densidad y buena resistencia mecánica de las aleaciones de magnesio resulta en una alta relación resistencia-peso. Sobre esta base, es comparable con la mayoría de los materiales estructurales comunes.

FABRICACION

Las aleaciones de magnesio son muy fáciles de mecanizar,

pueden ser conformados y fabricados por la mayoría de los 

procesos de trabajado de metales. A temperatura ambiente, 

el magnesio se endurece por trabajado rápidamente, 

reduciendo la conformabilidad en frío; de este modo, el 

conformado en frío esta limitado a deformación moderada 

o curvado por rodillo de gran radio.

Las fundiciones de las aleaciones de magnesio son 

dimensionalmente estables hasta aproximadamente los 

95°C. Algunas fundiciones de aleación magnesio-aluminio-

zinc pueden experimentar envejecimiento permanente si 

se usan por encima de esta temperatura por largos períodos.